JP5101254B2 - Method for producing reinforcing fiber assembly - Google Patents

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Description

本発明は、組物機による強化繊維組物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a reinforcing fiber assembly thereof according to the set product machine.

強化繊維をマトリックス樹脂に含浸させた複合材料(以下では単に強化繊維材料という。)は、軽量で機械強度および加工性に優れ、各分野での使用量が増加する傾向にある。   A composite material obtained by impregnating a reinforcing fiber with a matrix resin (hereinafter simply referred to as a reinforcing fiber material) is light in weight, excellent in mechanical strength and processability, and tends to be used in various fields.

強化繊維材料は、扁平糸または開繊糸などに加工され、たとえば、織物、編物、組物などの形態で使用される。   The reinforcing fiber material is processed into a flat yarn or a spread yarn, and is used in the form of, for example, a woven fabric, a knitted fabric, or a braid.

強化繊維材料を用いた組物は、たとえばゴルフのシャフト、釣竿、テニスやバドミントンのラケット、ホッケーのスティックなどに用いられ、ブレイダーと呼ばれる組物機を用いて連続的に製組される。ブレイダーは、断面が円形や方形等に形成されたマンドレル外周に、繊維束が巻きつけられたボビンを複数設け、このボビンを移動させながら繊維束を送り出して製組を行うものである(たとえば、特許文献1参照)。   Assemblies using reinforced fiber materials are used, for example, for golf shafts, fishing rods, tennis and badminton rackets, hockey sticks, and the like, and are continuously assembled using a braiding machine called a braider. The braider is provided with a plurality of bobbins around which a fiber bundle is wound around a mandrel outer periphery having a circular or square cross section, and the fiber bundle is sent out while moving the bobbin to perform assembling (for example, Patent Document 1).

図5は、従来の製組方法を示す模式図である。ブレイダーを用いた従来の製組方法では、紙面に垂直な組成方向に対して糸巻きボビンDの中心軸が平行に設置されており、このように設置されたボビンを移動させながら製組すると、ボビンが八の字軌道を移動し、偏平糸または開繊糸を用いた場合、組成位置である中央部に集められた糸に撚りが入りやすいという問題がある。   FIG. 5 is a schematic diagram showing a conventional assembling method. In the conventional assembling method using a braider, the center axis of the bobbin bobbin D is installed in parallel to the composition direction perpendicular to the paper surface. When assembling while moving the installed bobbin, the bobbin However, there is a problem that when the flat yarn or the spread yarn is used while moving along the figure eight orbit, the yarn collected in the central portion as the composition position is easily twisted.

糸に撚りが入った状態で製組すると、組紐の表面平滑性が劣化する。表面平滑性を満足するために、組物の表面を研磨することも可能ではあるが、研磨によって強化繊維が切断され、機械強度が低下してしまう。   When assembled in a state where the yarn is twisted, the surface smoothness of the braid is deteriorated. In order to satisfy the surface smoothness, the surface of the braid can be polished, but the reinforcing fibers are cut by the polishing, and the mechanical strength is lowered.

特開2005−219285号公報JP 2005-219285 A

本発明の目的は、撚りを発生させることなく表面平滑性に優れた強化繊維組物の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for producing a reinforcing fiber set product excellent in surface smoothness without causing twist.

本発明は、予め強化繊維が巻回された複数のボビンを略円周状の軌道上で移動させ、巻き出された強化繊維を前記円周状の軌道の中心で所定の組成方向に組成することで強化繊維を製組して強化繊維組物を製造する強化繊維組物の製造方法であって、
前記ボビンの中心軸が、前記組成方向に対して垂直となるように、前記ボビンを軌道上で移動させて製組することを特徴とする強化繊維組物の製造方法である。
In the present invention, a plurality of bobbins around which reinforcing fibers are wound are moved on a substantially circumferential track, and the unwound reinforcing fibers are formed in a predetermined composition direction at the center of the circumferential track. A method of manufacturing a reinforcing fiber assembly by manufacturing reinforcing fiber assemblies by assembling reinforcing fibers,
A method for manufacturing a reinforcing fiber assembly, wherein the bobbin is assembled by moving the bobbin on a track so that a central axis of the bobbin is perpendicular to the composition direction.

また本発明は、前記ボビンの中心軸が、前記組成方向に対して垂直となり、かつ前記ボビンの中心軸が、前記略円周状の軌道の半径方向に対して垂直となるように、前記ボビンを軌道上で移動させて製組することを特徴とする。   Further, the present invention provides the bobbin such that a central axis of the bobbin is perpendicular to the composition direction and a central axis of the bobbin is perpendicular to a radial direction of the substantially circumferential track. It is characterized in that the assembling is carried out by moving the orbit.

また本発明は、前記ボビンが軌道を一周する間に、ボビン自体が一回転するように、前記ボビンを軌道上で移動させて製組することを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the bobbin is moved and moved on the track so that the bobbin itself rotates once while the bobbin makes a round of the track.

また本発明は、前記強化繊維は、強化繊維に樹脂を含浸させた扁平糸または開繊糸であることを特徴とする。   In the invention, it is preferable that the reinforcing fiber is a flat yarn or a spread yarn obtained by impregnating the reinforcing fiber with a resin.

本発明によれば、予め強化繊維が巻回された複数のボビンを略円周状の軌道上で移動させ、巻き出された強化繊維を前記円周状の軌道の中心で所定の組成方向に組成することで強化繊維を製組して強化繊維組物を製造する強化繊維組物の製造方法である。   According to the present invention, a plurality of bobbins around which reinforcing fibers have been wound are moved on a substantially circumferential track, and the unwound reinforcing fibers are moved in a predetermined composition direction at the center of the circumferential track. It is a manufacturing method of the reinforcing fiber assembly which manufactures a reinforcing fiber assembly by assembling reinforcing fibers by composition.

このとき、前記ボビンの中心軸が、前記組成方向に対して垂直となるように、前記ボビンを軌道上で移動させて製組する。   At this time, the bobbin is moved on the track so that the center axis of the bobbin is perpendicular to the composition direction.

これにより、製組中に発生する撚りをなくし、得られた強化繊維組物の優れた表面平滑性と、機械強度の向上を実現する。   Thereby, the twist which generate | occur | produces during manufacture is eliminated, and the outstanding surface smoothness of the obtained reinforced fiber assembly and the improvement of mechanical strength are implement | achieved.

また本発明によれば、前記ボビンの中心軸が、前記組成方向に対して垂直となり、かつ前記ボビンの中心軸が、前記略円周状の軌道の半径方向に対して垂直となるように、前記ボビンを軌道上で移動させて製組する。   According to the present invention, the bobbin has a central axis perpendicular to the composition direction, and the bobbin central axis is perpendicular to the radial direction of the substantially circumferential orbit. The bobbin is moved on the track and assembled.

これにより、より確実に製組中に発生する撚りをなくし、得られた強化繊維組物の優れた表面平滑性と、機械強度の向上を実現する。   Thereby, the twist which generate | occur | produces in assembling more reliably is eliminated, and the outstanding surface smoothness of the obtained reinforcing fiber assembly and the improvement of mechanical strength are implement | achieved.

また本発明によれば、前記ボビンが軌道を一周する間に、ボビン自体が一回転するように、前記ボビンを軌道上で移動させて製組する。   Further, according to the present invention, the bobbin is moved and assembled on the track so that the bobbin itself rotates once while the bobbin makes a round of the track.

これにより、より確実に製組中に発生する撚りをなくし、得られた強化繊維組物の優れた表面平滑性と、機械強度の向上を実現する。   Thereby, the twist which generate | occur | produces in assembling more reliably is eliminated, and the outstanding surface smoothness of the obtained reinforcing fiber assembly and the improvement of mechanical strength are implement | achieved.

また本発明によれば、前記強化繊維は、強化繊維に樹脂を含浸させた扁平糸または開繊糸を用いることができる。   According to the invention, the reinforcing fiber can be a flat yarn or a spread yarn obtained by impregnating a resin into a reinforcing fiber.

以下、本発明を実施の形態によって、より具体的に説明する。図1は、本発明の製組方法を用いたブレイダー1の構成を示す外観図である。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to embodiments. FIG. 1 is an external view showing a configuration of a braider 1 using the assembling method of the present invention.

ブレイダー1はブレイダー本体2およびマンドレル装置3から構成されている。ブレイダー本体2は、軸線が水平で一側に開口を有する略円筒状の機台4内に配置された所定の曲率半径Rを有する曲面状の上板5、上板5に穿設された軌道に沿って走行するボビンキャリヤー6、ボビンキャリヤー6を軌道に沿って走行させるための駆動装置7、組成位置安定ガイド部材8などから構成されている。   The braider 1 includes a braider body 2 and a mandrel device 3. The braider body 2 includes a curved upper plate 5 having a predetermined radius of curvature R, which is disposed in a substantially cylindrical machine base 4 having a horizontal axis and having an opening on one side, and a track formed in the upper plate 5. The bobbin carrier 6 travels along the track, the driving device 7 for traveling the bobbin carrier 6 along the track, the composition position stabilization guide member 8 and the like.

曲面状の上板5は、図2の断面図に示されているように、略円筒状の機台4内に配置された略円筒状の機枠に所定の間隔を置いて適当な固着部材により取着されており、上板5には周方向に公知の軌道が穿設されている。   As shown in the cross-sectional view of FIG. 2, the curved upper plate 5 is a suitable fixing member with a predetermined interval between a substantially cylindrical machine frame disposed in the substantially cylindrical machine base 4. A known track is formed in the upper plate 5 in the circumferential direction.

扁平糸または開繊糸(以下では単に開繊糸という場合がある。)は、ボビンキャリヤー6に載置されているボビンから巻き出され、マンドレル装置3に支持されているマンドレル上の組成点に向かう糸条である。   A flat yarn or an open yarn (hereinafter, sometimes simply referred to as an open yarn) is unwound from a bobbin placed on the bobbin carrier 6 and reaches a composition point on the mandrel supported by the mandrel device 3. It is a thread to go.

モーター等の適当な駆動手段によりボビンキャリヤー6の係合軸を移動させてボビンキャリヤー6を軌道に沿って走行させるように構成されている。上記のようにボビンキャリヤー6を曲面状の上板5に穿設された軌道に沿って走行させることにより、多数の開繊糸を交錯させてマンドレル上に組紐を組成するものであり、必要に応じて、機台4の側壁に略水平状に配置されたボビンキャリヤー6から開繊糸を、軌道に沿って走行するボビンキャリヤー6から巻き戻され組成される開繊糸に交絡させて組紐を組成する。   The engaging shaft of the bobbin carrier 6 is moved by appropriate driving means such as a motor so that the bobbin carrier 6 travels along the track. As described above, the bobbin carrier 6 is run along the track formed in the curved upper plate 5 so that a large number of spread yarns are interlaced to form a braid on the mandrel. Correspondingly, the braided string is entangled with the spread yarn from the bobbin carrier 6 arranged substantially horizontally on the side wall of the machine base 4 and unfolded from the bobbin carrier 6 traveling along the track. Composition.

本発明に用いられる扁平糸および開繊糸は、強化繊維にマトリックス樹脂を含浸したものである。   The flat yarn and spread yarn used in the present invention are those obtained by impregnating a reinforcing resin with a matrix resin.

強化繊維の種類については、高強度・高弾性繊維、例として炭素繊維、アラミド繊維、PBO繊維、ポリアリレート繊維、高強度ポリエチレン繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維、チラノ繊維、ステンレス繊維、ガラス繊維等の長繊維を束ねたストランドの扁平糸または開繊糸が好適である。繊度については、単繊度0.01texから10texが好適で、扁平糸または開繊糸であればあらゆる繊度の糸に対応可能。糸幅の好適範囲としては、1mm幅から60mm幅である。より好ましくは2mm幅から20mm幅が開繊糸の安定面で好適である。   For the types of reinforcing fibers, high-strength and high-elasticity fibers, such as carbon fiber, aramid fiber, PBO fiber, polyarylate fiber, high-strength polyethylene fiber, alumina fiber, silicon carbide fiber, Tyranno fiber, stainless steel fiber, glass fiber, etc. Flat strands or open yarns of strands in which long fibers are bundled are suitable. As the fineness, a single fineness of 0.01 tex to 10 tex is suitable, and any flatness or open yarn can be used. A preferable range of the yarn width is 1 mm to 60 mm. More preferably, the width of 2 mm to 20 mm is suitable for the stable surface of the spread yarn.

マトリックス樹脂としては常温固体が好ましく、たとえば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂などが挙げられる。   The matrix resin is preferably a solid at normal temperature, and examples thereof include an epoxy resin, a phenol resin, and a vinyl ester resin.

強化繊維が樹脂により仮止めされているので、製組時に糸幅の収束が全く発生しないことから扁平糸または開繊糸に好適である。   Since the reinforcing fibers are temporarily fixed with resin, the yarn width does not converge at all during assembling, which is suitable for flat yarns or spread yarns.

特に炭素繊維の開繊糸は、マトリックス樹脂の含浸性が向上し、強化繊維材料中に樹脂リッチ部あるいは空隙が無くなり、機械強度特性が向上するので特に好ましい。   In particular, the carbon fiber spread yarn is particularly preferable because the impregnation property of the matrix resin is improved, the resin-rich portion or void is eliminated in the reinforcing fiber material, and the mechanical strength characteristics are improved.

組物に対しては、扁平糸および開繊糸を用いるのが好ましいことは想像に難くないが、従来の製造方法をそのまま適用した場合、ボビンから巻き出された開繊糸が、組成箇所であるマンドレルに至るまでに撚りが発生してしまい、表面平滑性、機械強度に劣る。   It is not difficult to imagine that it is preferable to use flat yarn and spread yarn for the braid, but when the conventional manufacturing method is applied as it is, the spread yarn unwound from the bobbin is Twisting occurs before reaching a certain mandrel, resulting in poor surface smoothness and mechanical strength.

これに対して、以下に示すような本発明の製造方法を用いることで撚りの発生をなくし、すぐれた表面平滑性と、機械強度の向上を実現している。   On the other hand, the production method of the present invention as described below eliminates the occurrence of twists and realizes excellent surface smoothness and improved mechanical strength.

図3は、本発明の第1の実施形態である強化繊維組物の製造方法を示す模式図である。
模式図はブレイダー1を正面から見た図であり、組成箇所Cは円の中心に位置し、組成方向は、紙面に対して垂直な方向である。
FIG. 3 is a schematic view showing a method for producing a reinforcing fiber assembly according to the first embodiment of the present invention.
The schematic diagram is a view of the braider 1 as viewed from the front, the composition portion C is located at the center of the circle, and the composition direction is a direction perpendicular to the paper surface.

ボビンAは模式図において「エ」の形状で示しており、実線で描かれた2つの閉曲線L1,L2は、ボビンDの軌道を示している。   The bobbin A is indicated by a shape “D” in the schematic diagram, and two closed curves L1 and L2 drawn by solid lines indicate the trajectory of the bobbin D.

ボビンDを保持したスピンドルが円周形状に配置された2つの円周軌道L1,L2を半数は時計回りに、もう半数は反時計回りにすれ違いながら連続的に移動する。斜めの繊維と長手方向の繊維により組物が構成され、斜めの繊維(組糸)と長手方向の繊維(中央糸)が適宜設定可能となっている。組糸は、長手方向に対して±θの角度で配向するが、この組角度は、スピンドルの移動速度と組物の引上げ速度により制御され、0°<θ<90°まで自由に変化させることができる。   The spindle holding the bobbin D moves continuously on two circumferential tracks L1 and L2 arranged in a circumferential shape while half are passing clockwise and the other half are counterclockwise. A slanted fiber and a longitudinal fiber constitute a braid, and a slanted fiber (braid) and a longitudinal fiber (center thread) can be set as appropriate. The braid is oriented at an angle of ± θ with respect to the longitudinal direction, and this braid angle is controlled by the moving speed of the spindle and the pulling speed of the braid, and can be freely changed to 0 ° <θ <90 °. Can do.

開繊糸を組成する場合、まずボビンDの糸の出口から中心(口金)までを糸に撚りを入れず、また糸の潰れが発生しないように引っ張ることが必要である。   When composing a spread yarn, it is necessary to first pull the bobbin D from the yarn outlet to the center (base) so that the yarn is not twisted and the yarn is not crushed.

開繊糸を組成する場合においては、組物機としてはボビンDの糸巻きの中心軸が組成方向に対して垂直に配置して糸出しを行うことが好ましく、このようにボビンDを配置して移動させることで糸の撚りを防止している。   In the case of composing the opened yarn, it is preferable for the braiding machine that the bobbin D is arranged so that the center axis of the bobbin winding is perpendicular to the composition direction, and the bobbin D is arranged in this way. The yarn is twisted by moving it.

さらに、口金部で糸同士の擦れ合いにより発生する糸幅の収束を防止することで、より表面平滑性の高い組物を実現することができる。   Furthermore, a braid with higher surface smoothness can be realized by preventing the convergence of the yarn width caused by the rubbing of the yarns at the base.

ボビンDには通常、ばね力によってバックテンションを付勢しているが、バックテンションが強ければ強い程、口金部での糸の擦れ合いが強くなる。逆にバックテンションを付勢せずに組成を行うと、糸が、芯材であるマンドレルに沿って巻かれない為、組物としては成り立たない。したがって、ボビンDに適切なバックテンションを付勢することにより、口金部での糸同士の擦れ合いを防ぐことが可能となる。付勢するバックテンション(張力)としては、0.1kg〜0.5kgが好ましく、0.3kgで糸幅の収束が発生しないことを確認した。   The bobbin D is normally urged with a back tension by a spring force, but the stronger the back tension, the stronger the friction of the yarn at the base. On the other hand, if the composition is performed without urging the back tension, the yarn is not wound along the mandrel which is the core material, so that it does not hold as a braid. Therefore, by applying an appropriate back tension to the bobbin D, it becomes possible to prevent the yarns from rubbing at the base part. The back tension (tension) to be urged is preferably 0.1 kg to 0.5 kg, and it was confirmed that the yarn width does not converge at 0.3 kg.

さらに、口金部からマンドレル間でも糸幅の収束が発生するので、これを防止することでさらに表面平滑性の高い組物を実現することができる。   Furthermore, since the yarn width converges between the base and the mandrel, it is possible to realize a braid with higher surface smoothness by preventing this.

口金部から芯材であるマンドレルまでの距離をできるだけ小さくすることで、この間の糸幅の収束を防止することができる。具体的には、口金部の開口径を芯材であるマンドレルの外径に近づけることにより糸同士の擦れ合いが少なくなり、口金部での糸幅の収束の発生を防ぐことが可能である。また、口金部から芯材であるマンドレルまでの距離を小さくするためには、できるだけ口金部の近く、つまりの開口の内部で開口を含む同一面内で組成を行うことが好ましい。   By making the distance from the base part to the mandrel as the core material as small as possible, it is possible to prevent the yarn width from converging. Specifically, by bringing the opening diameter of the base part close to the outer diameter of the mandrel that is the core material, the friction between the threads is reduced, and the occurrence of convergence of the thread width at the base part can be prevented. In order to reduce the distance from the base part to the mandrel as the core material, it is preferable to perform the composition as close to the base part as possible, that is, in the same plane including the opening inside the opening.

図4は、本発明の第2の実施形態である強化繊維組物の製造方法を示す模式図である。
図3に示した第1の実施形態とは、ボビンDの動作が異なるだけであり、他の構成については同様である。
FIG. 4 is a schematic view showing a method for producing a reinforcing fiber assembly according to the second embodiment of the present invention.
It differs from the first embodiment shown in FIG. 3 only in the operation of the bobbin D, and the other configurations are the same.

第1の実施形態では、ボビンDの位置が0°,45°,90°など軌道の腹に当たる位置では、ボビンDの中心軸が、組成方向に対して垂直であり、かつ円周軌道の半径方向に対しても垂直である。しかし、ボビンDがAおよびBのような軌道の節の位置に来たときには、ボビンDの中心軸は、組成方向に対しては垂直であるが、円周軌道の半径方向に対しては垂直とならない。このような位置A,Bにおいては、開繊糸が無理な方向に引っ張られ、撚りが発生する可能性がある。   In the first embodiment, at the position where the position of the bobbin D hits the antinode of the track, such as 0 °, 45 °, 90 °, the central axis of the bobbin D is perpendicular to the composition direction and the radius of the circumferential track It is also perpendicular to the direction. However, when the bobbin D comes to the position of the orbital nodes such as A and B, the central axis of the bobbin D is perpendicular to the composition direction but perpendicular to the radial direction of the circumferential orbit. Not. In such positions A and B, the spread yarn may be pulled in an unreasonable direction and twist may occur.

そこで第2の実施形態では、ボビンDの中心軸が、組成方向に対して垂直であり、かつ円周軌道の半径方向に対しても常に垂直となるように移動させる。これにより開繊糸が無理な方向に引き出されることがなく、糸の反り返りによる撚りの発生を確実に防止することができる。   Thus, in the second embodiment, the center axis of the bobbin D is moved so as to be perpendicular to the composition direction and always perpendicular to the radial direction of the circumferential orbit. As a result, the opened yarn is not pulled out in an unreasonable direction, and the occurrence of twist due to warping of the yarn can be reliably prevented.

1つのボビンDが軌道を一周(360°公転)し、同じ位置まで戻ってくるまでにボビン自体が一回転(360°自転)するものである。例を挙げると、0°位置ではボビンDの中軸方向は90°方向を指しており、45°位置ではボビン自体も45°傾き135°方向を指す。また90°位置ではボビン自体も90°傾き0°方向を指し、それぞれの位置でボビンの中心軸が常に円周軌道の半径方向に対して垂直になっているものである。こうすることにより、ボビンのから口金部までの間で糸に撚りを入れず、また糸の潰れが発生しないように引っ張り出すことが可能である。   One bobbin D makes one revolution (360 ° revolution) and the bobbin itself makes one revolution (360 ° rotation) before returning to the same position. For example, at the 0 ° position, the central axis direction of the bobbin D indicates the 90 ° direction, and at the 45 ° position, the bobbin itself indicates the 45 ° inclination and the 135 ° direction. Further, at the 90 ° position, the bobbin itself also has a 90 ° inclination and points in the 0 ° direction, and the central axis of the bobbin is always perpendicular to the radial direction of the circumferential orbit at each position. By doing so, it is possible to pull out the yarn so that the yarn is not twisted between the bobbin and the base portion, and the yarn is not crushed.

口金部からマンドレルまでの糸幅の収束については、第1の実施形態と同様の構成とすることが好ましい。   The convergence of the yarn width from the base part to the mandrel is preferably the same as that of the first embodiment.

上記のような製造方法によって得られた強化繊維組物は、表面平滑性に優れ、機械強度も向上される。ここで、組物で向上される機械強度は、引張り強度、曲げ強度、圧縮強度である。 The reinforcing fiber assembly obtained by the production method as described above is excellent in surface smoothness and mechanical strength is also improved. Here, the mechanical strength is enhanced by a set comprises, tensile strength, flexural strength, compressive strength.

また、強化繊維組物を構成する扁平糸および開繊糸は、糸幅と糸厚みの比(糸幅/糸厚み)であるアスペクト比が30以上であることが好ましい。このようなアスペクト比にすることで、クリンプ角度が小さくなり優れた表面平滑性が得られる。   Further, the flat yarn and the spread yarn constituting the reinforcing fiber assembly preferably have an aspect ratio of 30 or more, which is a ratio of the yarn width to the yarn thickness (yarn width / yarn thickness). By using such an aspect ratio, the crimp angle becomes small and excellent surface smoothness can be obtained.

また、扁平糸および開繊糸の糸幅としては、1mm〜60mmが好ましく、糸厚みとしては1μm〜60μmが好ましい。   Further, the width of the flat yarn and the spread yarn is preferably 1 mm to 60 mm, and the thickness of the yarn is preferably 1 μm to 60 μm.

炭素繊維の開繊糸を用いる場合は、たとえば、24K(フィラメント数24000)の炭素繊維原糸を24mm幅に開繊し、得られた開繊糸を繊維方向に3mm幅で切断して3K相当の開繊糸(繊度200tex)を得る。これにマトリックス樹脂としてエポキシ樹脂を含浸させ、強化繊維材料としての開繊糸を得る。   When using a carbon fiber spread yarn, for example, a 24K (24,000 filaments) carbon fiber yarn is opened to a width of 24 mm, and the resulting spread yarn is cut to a width of 3 mm in the fiber direction to correspond to 3K. Open yarn (fineness 200 tex) is obtained. This is impregnated with an epoxy resin as a matrix resin to obtain a spread yarn as a reinforcing fiber material.

得た開繊糸を上記のような強化繊維組物の製造方法を用いて製組を行い、表面平滑性に優れ、機械強度が向上した強化繊維組物を得ることができる。   The obtained spread yarn is assembled using the method for producing a reinforcing fiber assembly as described above, and a reinforcing fiber assembly having excellent surface smoothness and improved mechanical strength can be obtained.

このようなアスペクト比の開繊糸を用いることで、強化繊維組物におけるクリンプ角度を十分に小さくすることができ、すぐれた表面平滑性を実現することができる。   By using the spread yarn having such an aspect ratio, the crimp angle in the reinforcing fiber assembly can be sufficiently reduced, and excellent surface smoothness can be realized.

実施例として、24K炭素繊維原糸を開繊し、エポキシ樹脂を含浸させ、2mm幅(12分割)または3mm幅(8分割)したものを強化繊維材料としての開繊糸とした。   As an example, a 24K carbon fiber yarn was opened, impregnated with an epoxy resin, and 2 mm width (12 divisions) or 3 mm width (8 divisions) was used as a reinforcing fiber material.

得られた開繊糸を第2実施形態に応じて製組を行い、強化繊維組物を得た。
実施例には24K炭素繊維原糸として、東邦テナックス株式会社製、IM60024K原糸、東邦テナックス株式会社製、STS24K原糸を用いた。
The obtained spread yarn was assembled according to the second embodiment to obtain a reinforced fiber assembly.
In the examples, as 24K carbon fiber yarn, Toho Tenax Co., Ltd., IM60024K yarn, Toho Tenax Co., Ltd., STS24K yarn was used.

比較例として、開繊していない炭素繊維原糸にエポキシ樹脂を含浸させたものを用いて製組を行った。   As a comparative example, assembling was performed using an unopened carbon fiber yarn impregnated with an epoxy resin.

比較例には炭素繊維原糸として、東邦テナックス株式会社製、IM60024K原糸、
東邦テナックス株式会社製、STS24K原糸、東邦テナックス株式会社製、HTAW0.5K原糸を用いた。
In a comparative example, as carbon fiber yarn, Toho Tenax Co., Ltd., IM60024K yarn,
Toho Tenax Co., Ltd., STS24K yarn, Toho Tenax Co., Ltd., HTAW 0.5K yarn was used.

IM60024K原糸を24mmに開繊し、得られた開繊糸を3mm幅で切断した開繊糸を実施例1、2mm幅に開繊したものを実施例2、STS24K原糸を32mmに開繊し、2mm幅で切断した開繊糸を実施例3とする。   Opening the IM60024K raw yarn to 24 mm, opening the obtained open yarn to a width of 3 mm, Example 2 and opening the STS24K raw yarn to 32 mm An opened yarn cut to a width of 2 mm is referred to as Example 3.

IM60024K原糸を開繊せずに用いたものを比較例1、STS24K原糸を開繊せずに用いたものを比較例2、HTAW0.5K原糸を開繊せずに用いたものを比較例3とする。   Comparison using IM60024K yarn without opening, Comparative Example 1, Comparison using STS24K yarn without opening, Comparison Example 2, Comparison using HTAW0.5K yarn without opening Example 3 is assumed.

各実施例および比較例のアスペクト比を、断面20点で糸幅および糸厚みを測定し、その平均値として算出した。   The aspect ratio of each example and comparative example was calculated as an average value of the yarn width and yarn thickness measured at 20 cross sections.

実施例1のアスペクト比は128であり、実施例2のアスペクト比は80であり、実施例3のアスペクト比は54であった。   The aspect ratio of Example 1 was 128, the aspect ratio of Example 2 was 80, and the aspect ratio of Example 3 was 54.

いずれもアスペクト比が30以上であり、得られた強化繊維組物は、表面平滑性に優れ、高い機械強度を示した。   In any case, the aspect ratio was 30 or more, and the obtained reinforcing fiber assembly was excellent in surface smoothness and exhibited high mechanical strength.

これに対して、比較例1のアスペクト比は16.6であり、比較例2のアスペクト比は10.4であり、比較例3のアスペクト比は26.1であった。   In contrast, the aspect ratio of Comparative Example 1 was 16.6, the aspect ratio of Comparative Example 2 was 10.4, and the aspect ratio of Comparative Example 3 was 26.1.

いずれもアスペクト比が30より小さく、得られた強化繊維組物は、表面平滑性および機械強度ともに実施例に劣るものであった。   In any case, the aspect ratio was smaller than 30, and the obtained reinforcing fiber assembly was inferior to the examples in both surface smoothness and mechanical strength.

具体的な強度の測定結果を以下に示す。
(引張強度測定)
以下のような条件で引張強度を測定した。
組角度、糸幅を合わせ、開繊糸と原糸のアスペクト比(幅/厚)の倍数分、開繊組物を積層し、糸量を合わせた。
Specific strength measurement results are shown below.
(Tensile strength measurement)
The tensile strength was measured under the following conditions.
The assembly angle and the yarn width were matched, and the opening assembly was laminated by a multiple of the aspect ratio (width / thickness) of the opening yarn and the raw yarn, and the yarn amount was adjusted.

組物機のマンドレルを同一、ボビン設定数も同一にした。
開繊糸組物:実施例1の開繊糸を、マンドレル径20mm、組角度60°、ボビン24本(1本組)で8層積層した。
The mandrel of the assembly machine is the same, and the number of bobbin settings is also the same.
Opening yarn assembly: Eight layers of the opening yarn of Example 1 were laminated with a mandrel diameter of 20 mm, an assembly angle of 60 °, and 24 bobbins (one assembly).

原糸組物 :比較例1をマンドレル径20mm、組角度60°、ボビン24本(1本組)で1層作製した。   Raw yarn assembly: One layer of Comparative Example 1 was prepared with a mandrel diameter of 20 mm, an assembly angle of 60 °, and 24 bobbins (one assembly).

測定用試料サイズ:平板 幅32mm×長さ250mm×厚み2mm (開繊糸、原糸それぞれn=3、合計6)、タブはアルミ32mm×50mmで、樹脂は不飽和ポリエステルで成形した。
試料2K60-2(開繊組物60°8層 ) 試料5N60-2(原糸組物60°1層)
試料3K60-3(開繊組物60°8層 ) 試料6N60-3(原糸組物60°1層)
Sample size for measurement: flat plate width 32 mm × length 250 mm × thickness 2 mm (opened yarn and raw yarn each n = 3, total 6), tab was aluminum 32 mm × 50 mm, and resin was molded from unsaturated polyester.
Sample 2K60-2 (opened braid 60 ° 8 layers) Sample 5N60-2 (raw yarn braid 60 ° 1 layers)
Sample 3K60-3 (open fiber assembly 60 ° 8 layers) Sample 6N60-3 (raw yarn assembly 60 ° 1 layer)

測定機械は、インストロン社製、INSTRON 4206 ロードセル容量10t、スパン間は150mmで測定した。
結果を表1に示す。
The measuring machine was INSTRON 4206, load cell capacity 10t, manufactured by Instron, and the span was measured at 150 mm.
The results are shown in Table 1.

Figure 0005101254
Figure 0005101254

引張強度に関しては何れも開繊糸組物が原糸組物と比較し、高い値を示した。引張弾性率に関しては何れも開繊糸組物が低い値を示した。結果から、原糸組物は一気に破壊が起こるが、開繊糸組物は伸びがあり、徐々に破壊が起こるという特性がある。引張強度の差の原因としては、開繊糸組物においては開繊することにより炭素繊維一本一本のフィラメントテンションが揃っていること、クリンプ角度が小さいことで、繊維束に直進性が発現していることが影響している。   As for the tensile strength, the opened yarn assembly showed a higher value than the original yarn assembly. Regarding the tensile elastic modulus, the spread yarn assembly showed a low value. From the results, the raw yarn assembly breaks at a stretch, but the opened yarn assembly has a characteristic that it stretches and gradually breaks. The cause of the difference in tensile strength is that in the opened yarn assembly, the filament tension of each carbon fiber is aligned by opening, and the crimp angle is small. It has an effect.

(曲げ強度測定)
以下のような条件で曲げ強度を測定した。
組角度、糸幅を合わせ、開繊糸と原糸のアスペクト比(幅/厚)の倍数分、開繊組物を積層し、糸量を合わせた。
(Bending strength measurement)
The bending strength was measured under the following conditions.
The assembly angle and the yarn width were matched, and the opening assembly was laminated by a multiple of the aspect ratio (width / thickness) of the opening yarn and the raw yarn, and the yarn amount was adjusted.

組物機のマンドレルを同一、ボビン設定数も同一にした。
開繊糸組物:実施例1の開繊糸を、マンドレル径20mm、組角度60°、ボビン24本(1本組)で8層積層した。
The mandrel of the assembly machine is the same, and the number of bobbin settings is also the same.
Opening yarn assembly: Eight layers of the opening yarn of Example 1 were laminated with a mandrel diameter of 20 mm, an assembly angle of 60 °, and 24 bobbins (one assembly).

原糸組物 :比較例1をマンドレル径20mm、組角度60°、ボビン24本(1本組)で1層作製した。   Raw yarn assembly: One layer of Comparative Example 1 was prepared with a mandrel diameter of 20 mm, an assembly angle of 60 °, and 24 bobbins (one assembly).

測定用試料サイズ:平板 幅32mm×長さ75mm×厚み2mm(開繊糸、原糸それぞれn=2、合計4)、樹脂は不飽和ポリエステルで成形した。
試料1K60-1b(開繊組物60°8層 ) 試料3N6 0-1b(原糸組物60°1層)
試料2K60-2b(開繊組物60°8層 ) 試料4N60-2b(原糸組物60°1層)
Sample size for measurement: flat plate width 32 mm × length 75 mm × thickness 2 mm (opened yarn, raw yarn n = 2, total 4), the resin was molded from unsaturated polyester.
Sample 1K60-1b (opening braid 60 ° 8 layers) Sample 3N6 0-1b (raw yarn braid 60 ° 1 layers)
Sample 2K60-2b (opening braid 60 ° 8 layers) Sample 4N60-2b (raw yarn braid 60 ° 1 layers)

測定機械は、株式会社島津製作所製、オートグラフAG-500E、ロードセル5kN、スパン間は40mm、試験速度は1mm/minで3点曲げ試験を行った。
結果を表2に示す。
The measuring machine was made by Shimadzu Corporation, Autograph AG-500E, load cell 5 kN, span span was 40 mm, test speed was 1 mm / min, and a three-point bending test was performed.
The results are shown in Table 2.

Figure 0005101254
Figure 0005101254

曲げ強度、曲げ弾性率について、はっきりと差が表われ、開繊糸組物の有意性が明確となった。引張強度の差の原因としては、この結果からも開繊糸組物においては開繊することにより炭素繊維一本一本のフィラメントテンションが揃い、繊維の直進性が得られることまたクリンプ角度が小さいため繊維束の直進性が得られていることが影響している。
以上のように、開繊糸を用いることで組物内繊維の座屈の発生を抑え、圧縮特性などに優れた組物を得ることができた。
Differences in bending strength and flexural modulus were clearly shown, and the significance of the spread yarn assembly became clear. As a cause of the difference in tensile strength, it can be seen from this result that, in the opened yarn assembly, the filament tension of each carbon fiber is aligned by opening the fibers, and the straightness of the fibers is obtained, and the crimp angle is small. Therefore, the fact that the straightness of the fiber bundle is obtained is affected.
As described above, by using the spread yarn, it was possible to suppress the occurrence of buckling of the fibers in the braid and obtain a braid excellent in compression characteristics and the like.

本発明の製組方法を用いたブレイダー1の構成を示す外観図である。It is an external view which shows the structure of the braider 1 using the assembling method of this invention. ブレイダー1の断面図である。It is sectional drawing of the braider 1. FIG. 本発明の第1の実施形態である強化繊維組物の製造方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of the reinforced fiber assembly which is the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第の実施形態である強化繊維組物の製造方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of the reinforced fiber assembly which is the 1st Embodiment of this invention. 従来の製組方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the conventional assembling method.

符号の説明Explanation of symbols

1 ブレイダー
2 ブレイダー本体
3 マンドレル装置
4 機台
5 上板
6 ボビンキャリヤー
7 駆動装置
8 組成位置安定ガイド部材
1 Braider 2 Braider body 3 Mandrel device 4 Machine stand
5 Upper plate 6 Bobbin carrier 7 Drive device 8 Composition position stabilization guide member

Claims (4)

予め強化繊維が巻回された複数のボビンを略円周状の軌道上で移動させ、巻き出された強化繊維を前記円周状の軌道の中心で所定の組成方向に組成することで強化繊維を製組して強化繊維組物を製造する強化繊維組物の製造方法であって、
前記ボビンの中心軸が、前記組成方向に対して垂直となるように、前記ボビンを軌道上で移動させて製組することを特徴とする強化繊維組物の製造方法。
A plurality of bobbins on which reinforcing fibers are wound in advance are moved on a substantially circumferential track, and the reinforced fibers are formed in a predetermined composition direction at the center of the circumferential track in the predetermined composition direction. Is a method for manufacturing a reinforcing fiber assembly by manufacturing a reinforcing fiber assembly,
A method for manufacturing a reinforcing fiber assembly, wherein the bobbin is assembled by moving the bobbin on a track so that a central axis of the bobbin is perpendicular to the composition direction.
前記ボビンの中心軸が、前記組成方向に対して垂直となり、かつ前記ボビンの中心軸が、前記略円周状の軌道の半径方向に対して垂直となるように、前記ボビンを軌道上で移動させて製組することを特徴とする請求項1記載の強化繊維組物の製造方法。   The bobbin is moved on the track so that the center axis of the bobbin is perpendicular to the composition direction and the center axis of the bobbin is perpendicular to the radial direction of the substantially circumferential track. The method for producing a reinforcing fiber assembly according to claim 1, wherein the assembling is performed. 前記ボビンが軌道を一周する間に、ボビン自体が一回転するように、前記ボビンを軌道上で移動させて製組することを特徴とする請求項1記載の強化繊維組物の製造方法。   2. The method of manufacturing a reinforcing fiber assembly according to claim 1, wherein the bobbin is moved and moved on the track so that the bobbin itself makes one rotation while the bobbin makes a round of the track. 前記強化繊維は、強化繊維に樹脂を含浸させた扁平糸または開繊糸であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の強化繊維組物の製造方法。   The method for producing a reinforcing fiber assembly according to any one of claims 1 to 3, wherein the reinforcing fiber is a flat yarn or a spread yarn in which a reinforcing fiber is impregnated with a resin.
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JP4068938B2 (en) * 2002-10-02 2008-03-26 サカイオーベックス株式会社 Method for stabilizing spread width of spread yarn
JP2004232133A (en) * 2003-01-30 2004-08-19 Toray Ind Inc Carbon fiber filament yarn and method for producing the same
JP4241416B2 (en) * 2004-02-04 2009-03-18 村田機械株式会社 FRP shaft manufacturing method and FRP shaft
JP4397706B2 (en) * 2004-02-26 2010-01-13 不二精工株式会社 Coupling member for winding in cable bead for tire, cable bead for tire and coupling method
JP4701439B2 (en) * 2005-09-16 2011-06-15 村田機械株式会社 Sutured braid FRP pipe with impact energy absorption performance

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